Các loại kháng sinh, vaccine, bộ kit xét nghiệm có nguồn gốc từ đâu? Làm thế nào để tạo ra bánh mì thơm ngon, bia rượu hảo hạng, phô mai dinh dưỡng? Tất cả đều là “phép thần thông” của ngành công nghệ vi sinh.
Bài viết liên quan
▶ Công nghệ Sinh học: học tốt một chuyên ngành, làm tốt nhiều lĩnh vực
▶ Kỹ thuật Y Sinh: không làm bác sỹ vẫn cứu được bệnh nhân
▶ Ứng dụng Kỹ thuật Y Sinh để trị bệnh cứu người
1.001 ỨNG DỤNG GẦN GŨI, THỰC TẾ
Từ ngàn xưa, con người đã tận dụng đặc tính sinh – hóa của vi sinh vật (virus, vi khuẩn, vi tảo, nấm men, động vật nguyên sinh…) để ủ rượu bia, chế biến thức ăn, bảo quản thực phẩm. Theo thời gian, các nhà khoa học lần lượt khám phá thêm nhiều lợi ích của vi sinh vật, từ đó ứng dụng để sản xuất axit amin, dung môi, thuốc kháng sinh, thức ăn chăn nuôi… Tuy nhiên, quá trình này diễn ra tương đối chậm chạp và thiếu bài bản. Do đó, công nghệ vi sinh (Microbial Technology) ra đời để nghiên cứu chuyên sâu về vi sinh vật, hướng tới sản xuất sản phẩm hoặc điều chỉnh quy trình cho phù hợp với mục đích cụ thể.
Đây là một trong những nhánh quan trọng của ngành công nghệ sinh học (bên cạnh công nghệ enzyme, công nghệ gen, công nghệ mô – tế bào), nhằm khai thác tối đa khả năng ứng dụng đa dạng của thế giới vi sinh vật diệu kỳ.
Sự xuất hiện của công nghệ vi sinh đã tạo nên làn sóng thay đổi từ công nghệ truyền thống lạc hậu qua công nghệ tiên tiến, bền vững, thân thiện với môi trường, đặc biệt là trong bốn lĩnh vực trụ cột nông nghiệp, công nghiệp, y tế và môi trường.
Nông nghiệp
Việc ứng dụng hiểu biết về các loại vi sinh vật đóng vai trò quan trọng trong cả ngành trồng trọt lẫn chăn nuôi. Công nghệ vi sinh hỗ trợ: lưu trữ, sản sinh nước và chất dinh dưỡng; cải thiện, cân bằng môi trường hóa – sinh – lý của đất, nước; tăng cường sức đề kháng của vật nuôi; nâng cao khả năng chống chịu của cây trồng; hạn chế sâu bệnh, tiêu diệt côn trùng; phân hủy, chuyển hóa chất thải, phế phẩm sinh học thành phân bón hữu cơ vi sinh…
Thực phẩm
Ước tính, trên thế giới có trên 3.500 loại thực phẩm lên men theo phương pháp truyền thống như: bánh mì, đậu hũ, sữa chua, rượu bia, kim chi, phô mai, kefir, tempeh, natto, miso… Mặt khác, trong nhiều năm qua, các nhà máy đã sản xuất axit citric, bột ngọt, nước mắm, xì dầu, giấm ăn, thức uống có cồn bằng cách phối trộn nguyên liệu với vi sinh vật hoặc chế phẩm enzyme (α-amylase, glucoamylase, lipase, pectinase, protease). Hiện nay, chế biến thực phẩm nhờ công nghệ vi sinh là một trong những hướng ứng dụng tiêu biểu của ngành thực phẩm.
Y tế
Công nghệ vi sinh là yếu tố cốt lõi trong quá trình sản xuất chế phẩm sinh học và cung cấp dịch vụ bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Tại Việt Nam, các ứng dụng chủ yếu của công nghệ vi sinh trong lĩnh vực y tế bao gồm sản xuất:
- Nhóm chất hoạt tính sinh học (insulin, hormone sinh trưởng, chất kháng virus, chất kích thích miễn dịch…)
- Nhóm chế phẩm chẩn đoán (kháng thể đơn dòng, que thử thai, kit chẩn đoán bệnh truyền nhiễm…)
- Nhóm vaccine tái tổ hợp cho người (kháng nguyên vaccine, vaccine chứa virus không hệ gen, vaccine DNA, vaccine tái tổ hợp có vector truyền là vi khuẩn hoặc virus…)
- Nhóm probiotic cho người (Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium lactis…)
Những thành quả của công nghệ vi sinh có thể rút ngắn thời gian đáng kể giữa các khâu nghiên cứu, sản xuất, chuyển giao, thử nghiệm và thương mại hóa sản phẩm.
Môi trường
Trong lĩnh vực môi trường, công nghệ vi sinh hỗ trợ xử lý bùn ao, rác thải, nước thải, chất thải rắn; phân hủy độc tố; cải tạo đất đại; phục hồi môi trường; khắc phục sự cố tràn dầu. Đặc biệt, các loại thuốc sinh học bảo vệ thực vật, chế phẩm nông nghiệp, phân hữu cơ vi sinh… cũng góp phần phát triển nền nông nghiệp bền vững.
Ngoài ra, các dẫn xuất, hoạt chất từ vi sinh vật cũng được ứng dụng rộng rãi trong quá trình dệt – nhuộm, sản xuất giấy, khai thác khoáng sản, xử lý dầu khí…
“VIÊN GẠCH” THIẾT YẾU xây đắp sự TIẾN BỘ của KHOA HỌC
Tuy chỉ mới ra đời vài thập kỷ qua nhưng ngành công nghệ vi sinh đã thúc đẩy nhiều cải tiến, đổi mới về khoa học – công nghệ.
Trong lĩnh vực năng lượng, giới chuyên gia rất quan tâm nhiên liệu sinh học. Tuy nhiên, nhiên liệu sinh học thế hệ đầu tiên được coi là không bền vững bởi chúng có nguồn gốc từ lương thực, thực phẩm trong khi an ninh lương thực toàn cầu vẫn đang là vấn nạn nhức nhối. Để giải quyết khó khăn này, ở những thế hệ tiếp theo, các nhà khoa học sẽ phối trộn phế phẩm nông nghiệp (vỏ trấu, rơm rạ, lõi bắp, bã mía…) với enzyme thủy phân hoặc các chủng vi sinh biến tính nhằm nâng cao đặc tính xanh – sạch, bền vững của nhiên liệu sinh học.
Ở ngành dược mỹ phẩm, các nghiên cứu giúp khám phá hoạt chất mới từ vi sinh vật, phát minh loại thuốc ưu việt hay tìm ra phương pháp điều chế tối ưu nhờ công nghệ vi sinh.
Với lĩnh vực công nghệ thực phẩm, lưu giữ tối đa giá trị dinh dưỡng mà vẫn giữ nguyên hương vị đặc trưng chính là thị hiếu hiện tại của khách hàng. Bia không cồn, nước gạo lên men, sữa chua chứa lợi khuẩn, thực phẩm chức năng bổ sung dưỡng chất… chính là những ví dụ điển hình.
Trong ngành y, công nghệ vi sinh là tiền đề để nghiên cứu mối quan hệ giữa sự tồn tại của vi khuẩn ở ruột với bệnh tiểu đường, sự tương tương giữa tính cách, tuổi tác, tình trạng trí nhớ, lượng đường trong máu với hệ vi sinh vật đường ruột. Hơn nữa, công nghệ vi sinh còn dự báo, xác định nguy cơ tiềm ẩn đối với sức khỏe, nhờ đó phòng ngừa, ngăn chặn, kiểm soát sự bùng nổ của dịch bệnh.
Các chuyên gia cho biết, sắp tới, ngành công nghệ vi sinh tiếp tục phát triển nhanh chóng và toàn diện. Sự hợp lực liên ngành của công nghệ vi sinh, công nghệ thông tin và công nghệ nano có khả năng khai sinh nhiều mô hình công nghệ tiên tiến, dẫn đầu tương lai.
XUÂN MAI thực hiện
| Hiện tại, trình độ ngành công nghệ vi sinh của Việt Nam chỉ đang ở mức trung bình so với thế giới. Muốn bắt kịp xu thế toàn cầu, nguồn nhân lực chất lượng cao sẽ là yếu tố đóng vai trò nòng cốt. Để đáp ứng yêu cầu đó, Trường ĐH Bách khoa bắt đầu tuyển sinh chương trình Chất lượng cao ngành Công nghệ Sinh học (mã trường: QSB, mã ngành: 218) từ năm 2022. Ưu điểm của chương trình là:
|
HCMUT
Vì sao chọn OISP 10
